En los últimos 30 años, los astrónomos han catalogado alrededor de 4,000 Objetos del Cinturón de Kuiper (KBO), entre los que se encuentran mundos enanos, cometas helados y restos de planetas. Sin embargo, se espera que esta cifra se multiplique por diez en los próximos años, a medida que vayan llegando las observaciones de los telescopios más avanzados. En particular, el Observatorio Vera C. Rubin de Chile iluminará esta turbia región con su proyecto estrella, el Legacy Survey of Space and Time (LSST), que comenzó a funcionar el año pasado. Otros observatorios de nueva generación, como el Telescopio Espacial James Webb (JWST), también ayudarán a enfocar el cinturón.
"Más allá de Neptuno, tenemos un censo de lo que hay en el sistema solar, pero es un mosaico de estudios que deja mucho espacio para cosas que podrían estar ahí y que se han pasado por alto", asegura Renu Malhotra, catedrática de Investigación Científica Louise Foucar Marshall y profesora Regente de Ciencias Planetarias en la Universidad de Arizona.
Cerca de la frontera
"Creo que eso es lo más importante que va a hacer Rubin: colmar las lagunas de nuestro conocimiento sobre el contenido del sistema solar", añade. "Va a hacer avanzar enormemente nuestro censo y nuestro conocimiento del contenido del sistema solar".
En consecuencia, los astrónomos se preparan para una avalancha de descubrimientos a partir de esta nueva frontera, que podría arrojar luz sobre un sinfín de cuestiones pendientes. ¿Hay nuevos planetas escondidos en el cinturón, o acechando más allá de él? ¿Hasta dónde se extiende esta región? ¿Y hay rastros de encuentros cataclísmicos entre mundos, tanto propios como procedentes del espacio interestelar, impresos en esta colección de objetos del pasado profundo?
"Creo que, gracias al LSST, este campo se va a poner muy de moda muy pronto", vislumbra Amir Siraj, estudiante de posgrado de la Universidad de Princeton que estudia el Cinturón de Kuiper.
¿Qué es el Cinturón de Kuiper?
El Cinturón de Kuiper es un cementerio de restos planetarios que se dispersaron lejos del Sol durante el desordenado nacimiento del Sistema Solar hace unos 4,600 millones de años. Plutón fue el primer objeto del Cinturón de Kuiper avistado, más de medio siglo antes de que se descubriera el propio cinturón.
Desde la década de 1990, los astrónomos han encontrado otros planetas enanos en el cinturón, como Eris y Sedna, además de miles de objetos más pequeños. Aunque el Cinturón de Kuiper no es completamente estático, es, en su mayor parte, una cápsula del tiempo intacta de los inicios del sistema solar que puede ser explotada en busca de pistas sobre la formación de planetas.
Por ejemplo, contiene estructuras extrañas que pueden ser señales de encuentros pasados entre planetas gigantes, incluido un grupo particular de objetos, conocido como "núcleo", situado a unas 44 unidades astronómicas (UA), donde una UA es la distancia entre la Tierra y el Sol.
Aunque el origen de este núcleo sigue sin explicarse, una hipótesis popular es que los objetos que lo componen, conocidos como clásicos fríos, fueron arrastrados por la migración de Neptuno hacia el exterior a través del sistema solar hace más de 4,000 millones de años, lo que puede haber sido un viaje lleno de baches.
al astrónomo David Nesvorný."Imaginemos un quitanieves que circula por una autopista y levanta la pala. Deja un montón de nieve detrás", añade. "Ese mismo tipo de idea es la que dejó tras de sí el cúmulo de clásicos fríos. Ese es el núcleo".
En otras palabras, Neptuno arrastró estos objetos en su migración hacia el exterior, pero luego rompió su control gravitatorio sobre ellos cuando "saltó", dejándolos asentarse en el Cinturón de Kuiper en el distintivo patrón de núcleo esculpido por Neptuno que permanece intacto hasta el día de hoy.
El núcleo del Cinturón de Kuiper
El año pasado, Siraj y sus asesores de Princeton se propusieron buscar otras estructuras ocultas en el Cinturón de Kuiper con un nuevo algoritmo que analizó 1,650 KBO, unas 10 veces más objetos que el estudio de 2011, dirigido por Jean-Robert Petit, que identificó por primera vez el núcleo.
Los resultados confirmaron de forma consistente la presencia del núcleo original, al tiempo que revelaron un posible nuevo "núcleo interior", situado a unas 43 UA, aunque se necesita más investigación para confirmar este hallazgo, según el estudio 2025 del equipo.
"Básicamente, hay dos aglomeraciones a 43 y 44 UA", explica Siraj. "No está claro si son parte de la misma estructura", pero "de cualquier manera, es otra pista sobre, tal vez, la migración de Neptuno, o algún otro proceso que formó estos cúmulos".
A medida que Rubin y otros telescopios descubran miles de KBO más en los próximos años, la naturaleza y el posible origen de estas misteriosas estructuras en el cinturón podrían aclararse, abriendo potencialmente nuevas ventanas a los tumultuosos orígenes de nuestro sistema solar.
Además de reconstruir las primeras vidas de los planetas conocidos, los astrónomos que estudian el Cinturón de Kuiper se apresuran a descubrir planetas desconocidos. El ejemplo más famoso es el hipotético mundo gigante conocido como Planeta Nueve o Planeta X, propuesto por primera vez en 2016. Algunos científicos han sugerido que la influencia gravitatoria de este planeta, si existe, podría explicar órbitas extrañamente agrupadas dentro del Cinturón de Kuiper, aunque este mundo especulativo estaría situado mucho más allá del cinturón, a varios cientos de UA.
Siraj y sus colegas también han especulado con la posibilidad de que exista un mundo del tamaño de Mercurio o Marte, apodado Planeta Y, que podría estar más cerca del cinturón, a unas 80 a 200 UA, según su estudio de 2025. Rubin es capaz de detectar estos hipotéticos mundos, aunque puede resultar complicado anticipar las propiedades de los planetas que acechan tan lejos del Sol.
"No sabemos nada sobre las atmósferas y superficies de planetas de tipo gigante gaseoso o gigante de hielo a 200, 300 o 400 UA", aclara Fraser. "No sabemos nada de su química. Cada vez que observamos un exoplaneta, se comporta de forma diferente a lo que predicen nuestros modelos."
presentaron indicios de una posible población no descubierta de objetos que podrían existir a unas 100 UA, aunque subraya que se trata de detecciones candidatas y que aún no se ha confirmado que sea un anillo exterior oculto.Sin embargo, incluso Rubin podría no ser capaz de resolver la presencia de los diminutos y distantes objetos que podrían representar un nuevo límite exterior del Cinturón de Kuiper. El tiempo lo dirá.
Mientras los astrónomos se preparan para este importante cambio en nuestra comprensión del Cinturón de Kuiper, las respuestas a algunas de nuestras preguntas más fundamentales penden de un hilo. Con su inmaculado registro de los inicios del sistema solar, esta región conserva secretos del pasado profundo. Aquí probablemente no haya dragones, pero sí planetas ocultos, estructuras de otro mundo y descubrimientos que aún no se han imaginado.
“Yo diría que la gran pregunta es: ¿qué hay ahí fuera?”, se cuestiona Malhotra. "¿Qué nos estamos perdiendo?
Artículo originalmente publicado enWIRED. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.